CN110752117A - 接触器装置 - Google Patents

Abstract

本文公开了接触器装置，例如，可用作开关元件的装置，包括彼此电隔离的固定触点和一个或多个可移动触点，所述可移动触点被配置成与固定触点电接触以在它们之间提供电连接。固定触点与固定触点之间的电接触的移入移出控制通过装置的电流。接触器装置还包括烟火断开元件，该元件用作断路器或熔断元件以防止过电流。当通过接触器装置的电流达到阈值水平时，烟火装料激活，永久地迫使可移动触点脱离与固定触点的电接触。

Description

接触器装置

相关申请的交叉引用

本申请是于2018年2月6日提交的题为“Mechanical Fuse Device”的MurrayStephan McTigue等人的美国申请序列号15/889,516的部分延续并要求其权益，该申请反过来是于2016年5月4日提交的题为“Mechanical Fuse Device”的Murray StephanMcTique等人的美国申请序列号15/146,300的部分延续并要求其权益，该申请反过来要求于2015年5月18日提交的题为“Mechanical Fuse Device”的Murray S.McTigue等人的美国临时申请序列号62/163,257的权益。美国申请序列号15/889,516和本申请均进一步要求于2018年1月2日提交的题为“Contactor Device Integrating Pyrotechnic Disconnect”的Daniel Sullivan等人的美国临时申请62/612,988的权益。这些申请中的每一个通过引用结合于此。

技术领域

本文描述的是涉及与电气装置和系统一起使用的电接触器的装置。本文描述的装置还涉及被配置成用作过电流保护的牺牲性熔断器装置的电断路器。

背景技术

连接和断开电路与电路本身一样古老，并且通常用作在“开”和“关”状态之间切换到所连接的电气装置的电源的方法。通常用于连接和断开电路的一个装置的示例是接触器，其电连接到一个或多个装置或电源。接触器被配置成使得其可以中断或完成电路以控制进出装置的电力。一种常规接触器是气密密封接触器。

除了在装置的正常操作期间用于连接和断开电路目的的接触器之外，可以采用各种附加装置以提供过电流保护。这些装置可以防止电气系统或连接的电气装置发生短路、过载、和永久性损坏。这些装置包括断开装置，其可以以永久方式快速断开电路，使得电路将保持断开，直到断开装置被修理、更换、或重置。一种这样的断开装置是熔丝。传统的熔丝是一种用作牺牲装置的低电阻电阻器。典型的熔丝包括金属线或金属条，当过多的电流流过它时它就熔化，从而中断它所连接的电路。

随着社会的进步，对电气系统和电子装置的各种创新变得越来越普遍。这种创新的一个示例包括电动汽车的最新进展，这有朝一日可能成为节能标准并取代传统的石油动力汽车。在这种昂贵且日常使用的电气装置中，过电流保护特别适用于防止装置故障并防止对装置的永久性损坏。此外，过电流保护可以防止安全隐患，例如电气火灾。

利用传统接触器和断开装置的一个问题是，如果电路设计需要接触器和断开装置，例如，为了提供用于普通操作的开关和过电流保护元件，则必须至少使用两个单独的装置。特别是在昂贵的现代电气装置(例如电动汽车)中，这需要宝贵的额外空间来容纳多个装置，并且需要额外的设计考虑因素以将电路中的多个装置连接到电气装置。

发明内容

本文描述的是接触器，接触器被配置成中断或完成连接电路，该连接电路还包括至少一个断开元件，该断开元件被配置成通过永久断开连接电路来提供过电流保护，使得电路将保持断开，直到断开装置被修理、更换、或重置。在一些实施方式中，断开元件包括烟火元件。当这些烟火元件被激活时，导致的爆炸产生足够的力以引起接触器中的内部特征之间的移动或方位变化，从而导致永久断路。

在一个实施方式中，接触器装置包括壳体和壳体内的内部部件，该内部部件被配置成响应于输入而将所述接触器装置的状态为从闭合状态改变为打开状态并且从打开状态改变为闭合状态。闭合状态允许电流流过装置，并且打开状态中断电流流过装置。该装置进一步包括电连接到内部部件以用于连接到外部电路和烟火元件的接触结构。接触器装置被配置成使得当阈值电流水平通过所述内部部件时，所述烟火元件被激活，这导致所述内部部件将所述接触器装置转变为所述打开状态。

在另一个实施方式中，接触器装置包括：壳体和内部部件，内部部件包括彼此电隔离并且至少部分地被壳体包围的固定触点，一个或多个可移动触点允许当可移动触点与固定触点接触时电流在固定触点之间流动；连接到可移动触点的轴结构；以及电连接到内部部件以用于连接到外部电路的接触结构。接触器装置进一步包括烟火元件，烟火元件被配置成使得当阈值电流水平通过内部部件时，烟火元件激活轴结构并与轴结构相互作用，使得轴结构改变构造，从而使可移动触点与固定触点分离。

在又一个实施方式中，接触器装置包括：壳体和内部部件，内部部件包括彼此电隔离并且至少部分地被壳体包围的固定触点，一个或多个可移动触点允许当可移动触点与固定触点接触时电流在固定触点之间流动；连接到可移动触点的轴结构；连接到轴结构的柱塞结构；电连接到内部部件以用于连接到外部电路的接触结构；以及被配置成控制柱塞结构的移动的螺线管。接触器装置进一步包括烟火元件，烟火元件被配置成使得当阈值电流水平通过内部部件时，烟火元件激活轴结构并与轴结构相互作用，使得轴结构改变构造，从而使可移动触点与所述固定触点分离。

通过以下详细描述并结合附图，本发明的这些和其它进一步的特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的，在附图中，相同的数字表示附图中的对应部分，其中：

附图说明

图1是包含本发明特征的接触器的实施方式的前截面视图，以允许电流通过该装置的“闭合”方位示出；

图2是图1的接触器装置的实施方式的前截面视图，以防止电流通过该装置的“打开”或“断开”方位示出；

图3是图1的接触器装置的实施方式的前截面视图，以其中断开元件已被“触发”的不同的方位示出；以及

图4是图1的接触器装置的实施方式的顶部透视图。

具体实施方式

本公开现在将阐述各种实施方式的详细描述。这些实施方式阐述了包括外壳的接触器装置，该外壳包含内部部件，该内部部件被配置成在允许电流流过该装置的状态和不允许电流流过该装置的状态之间改变该装置的状态，反之亦然。

这两种状态之间的改变可以响应于可以接收到的各种形式的输入，例如，诸如用户按下按钮以利用接触器装置执行“切换”功能的手动输入。其他形式的输入可以包括自动输入，例如，传感器或存储在由处理器执行的非暂时性介质中的一组计算机命令，这将导致内部部件响应于由与断开装置通信的传感器(例如，电流、电压或温度传感器)检测到的定时信息或系统信息而在状态之间转换。响应于该输入，内部部件可以如本文所述地激活，例如，通过激活螺线管或手动机构，并且改变构造以在两个状态之间改变。

在一些实施方式中，结合本发明特征的接触器装置的内部部件包括彼此电隔离的固定触点和一个或多个可移动触点，可移动触点被配置成与固定触点电接触以允许它们之间的电流。在一些实施方式中，可移动触点连接到轴结构和轴的移动，并且因此可移动触点通过用户输入控制，使得可移动触点能够可选择地与固定触点分离以防止电流通过该装置。同样，可移动触点能够可选择地与固定触点接触以允许电流通过该装置。

除了上述普通操作之外，包含本发明特征的装置可以包括烟火断开特征，该特征起到过电流保护的作用，例如，以类似于熔丝或断路器的方式，导致装置永久不能操作，例如，用作牺牲的特征。当足够水平的电流通过装置，表示可能永久损坏昂贵的所连接的电气装置或表示诸如引起电气火灾的危险的危险电流水平时，装置内的烟火装料触发。由此产生的烟火爆炸产生足够的力以使内部部件彼此相互作用，导致可移动触点与固定触点永久地分离。

在一些实施方式中，结合本发明特征的装置可以包含活塞结构，该活塞结构可以定位在烟火装料附近或周围。当烟火装料被激活时，所产生的力推动活塞结构远离烟火装料并将活塞结构驱动到可移动触点组件上，推动可移动触点远离固定触点。

在整个说明书中，所示的优选实施方式和示例应被视为示例，而不是对本发明的限制。如本文所用，术语“发明”，“装置”，“本发明”或“本装置”是指本文所述的本发明的任何一个实施方式，以及任何等同物。此外，在整个本文件中引用“发明”，“装置”，“本发明”或“本装置”的各种特征并不意味着所有要求保护的实施方式或方法必须包括所引用的特征。

还应理解，当元件或特征被称为“在”另一元件或特征“上”或与另一元件或特征“相邻”时，它可以直接在另一元件或特征上或与其相邻，或者也可以存在中间元件或特征。还应理解，当一个元件被称为“附接”、“连接”、或“耦接”到另一个元件时，它可以直接附接、连接、或耦接到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接附接”、“直接连接”、或“直接耦接”到另一个元件时，不存在中间元件。

本文可以使用诸如“外部”、“上方”、“下方”、“下面”、“水平”、“竖直”的相对术语和类似术语来描述一个特征与另一个特征的关系。应理解，除了图中所示的方位之外，这些术语旨在包含不同的方位。

尽管本文可以使用术语第一、第二等来描述各种元件或部件，但是这些元件或部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件或部件与另一个元件或部件区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件或部件可以被称为第二元件或部件。

本文使用的术语仅用于描述特定实施方式，并不意图限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解，术语“包括”、“包含”，当在本文中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合的存在或添加。

本文参考作为本发明的理想化实施方式的示意图的不同视图和图示来描述本发明的实施方式。因此，预期由于例如制造技术和/或公差导致的图示形状的变化。本发明的实施方式不应被解释为限于本文示出的区域的特定形状，而是包括例如由制造导致的形状偏差。

应当理解，当第一元件被称为“在中间”、“夹在”、或“夹在中间”两个或更多个其他元件时，第一元件可以直接在两个或更多个其他元件之间或中间元件也可以存在于两个或更多个其他元件之间。例如，如果第一元件是“在中间”或“夹在中间”第二和第三元件，则第一元件可以直接在第二和第三元件之间而没有中间元件，或者第一元件可以与一个或多个具有第一元件的附加元件相邻并且这些附加元件都在第二和第三元件之间。

图1示出接触器装置100的示例性实施方式的截面视图，该接触器装置100包括集成的烟火断开部件，烟火断开部件在过电流的情况下可用作牺牲断开器。图1示出处于“闭合”电路位置的接触器装置100，其中，通过接触器装置的电流被启用。图1进一步示出接触器装置100的烟火断开部分处于其非触发或“设定”机械方位，允许接触器装置正常工作以在其“闭合”和“打开”位置之间运行。接触器装置100的断开部分还具有“触发”方位，在该方位下电路断开并且通过接触器装置的电流被永久地禁用，直到该装置被更换或修理并重置为止。“闭合”和“打开”接触器模式以及“设定”和“触发”断开模式都在本文中进一步详细描述。

图1的接触器装置100包括主体102(也称为壳体102)，以及两个或更多个固定接触结构104、106(示出两个)，该固定接触结构104、106被配置成将接触器装置的内部部件电连接到外部电路，例如电连接到电气系统或装置。主体102可包括能够支撑如本文所公开的接触器装置100的结构和功能的任何合适的材料，优选的材料是坚固的材料，其可以为接触器装置100提供结构支撑而不干扰通过固定触点104、106和装置内部部件的电流。在一些实施方式中，主体102包括耐用塑料或聚合物。主体102至少部分地围绕接触器装置100的各种内部部件，这将在本文中进一步详细描述。

主体102可包括适于容纳各种内部部件的任何形状，包括任何规则或不规则的多边形。主体102可以是连续结构，或者可以包括连接在一起的多个部件，例如，包括基体“杯”和用环氧树脂材料密封的顶部“头部”部分。一些示例性主体构造包括在美国专利号7,321,281，7,944,333，8,446,240和9,013,254中阐述的那些，所有这些专利均转让给本申请的受让人吉加瓦有限责任公司，并且所有这些都通过引用整体并入本文。

固定触点104、106被配置成使得容纳在主体102内的接触器装置100的各种内部部件可以与外部电气系统或装置电通信，使得接触器装置100可以用作切换到断开或完成如本文所述的电路。固定触点104、106可包括任何合适的导电材料，用于提供与接触器装置的内部部件的电接触，例如，各种金属和金属材料或本领域已知的任何电接触材料或结构。固定触点104、106可包括单个连续接触结构(如图所示)或可包括多个电连接结构。例如，在一些实施方式中，固定触点104、06可包括两个部分，从主体102延伸的第一部分，其电连接到主体102内部的第二部分，该第二部分被配置成与如本文所述的主体内部的其他部件相互作用。

主体102可以被配置成使得容纳接触器装置100的各种内部部件的主体102的内部空间被气密密封。当与使用电负性气体结合时，这种气密密封构造可以帮助减轻或防止相邻导电元件之间的电弧，并且在一些实施方式中，有助于在空间上分开的触点之间提供电隔离。在一些实施方式中，主体102可处于真空条件下。利用任何已知的产生气密密封的电气装置的装置，可以密封主体102。密封装置的一些示例包括美国专利号7,321,281，7,944,333，8,446,240和9,013,254中所述的那些，所有这些专利均转让给本申请的受让人吉加瓦有限责任公司，并且所有这些都通过引用整体并入本申请中。

在一些实施方式中，主体102可以至少部分地填充有电负性气体，例如六氟化硫或氮和六氟化硫的混合物。在一些实施方式中，主体102包括对注入壳体的气体具有低渗透性或基本无渗透性的材料。在一些实施方式中，主体可包括被配置成增加装置的性能的各种气体、液体、固体。

在描述用于过电流保护的接触器装置100的烟火断开部件之前，首先将描述在接触器装置100的普通切换使用期间使用的接触器部件。当不与主体102内部的任何其他部件相互作用时，固定触点104、106不然彼此电隔离，使得电不能在它们之间自由流动。固定触点104、106可以通过任何已知的电隔离结构或方法彼此电隔离。

当接触器装置100处于其“闭合”位置时，如图1所示，两个不然电隔离的固定触点104、106都被可移动触点108接触，使得可移动触点108用作允许电信号流过装置的桥，例如，从第一固定触点104流到可移动触点108，到第二触点结构106，反之亦然。因此，接触器装置100可以连接到电路、系统或装置并且在可移动触点与固定触点电接触时完成电路。

可移动触点108可包括任何合适的导电材料，包括本文所讨论的关于固定触点104、106的任何材料。与固定触点104、106一样，可移动触点108可包括单个连续结构(如图所示)，或者可以包括彼此电连接的多个组成部分，以便用作不然电隔离的固定触点104、106之间的接触桥，使得电可以流过接触器装置100。

可移动触点108可以被配置成使得它可以移入和移出与固定触点104、106的电接触，从而当可移动触点与固定触点104电接触时使电路“闭合”或完成，并且当可移动触点108不与固定触点104、106电接触时使电路“打开”或断开，由于固定触点104、106在不接触可移动触点108时不然彼此电隔离。在一些实施方式中，包括图1所示的实施方式，可移动触点108物理连接到轴结构110，轴结构110被配置成在接触器装置100内沿预定距离移动。轴110可包括适合于其作为内部可移动部件的功能的任何材料或形状，该内部可移动部件物理地连接到可移动触点108，使得可移动触点108可与轴110一起移动。

轴110的移动控制可移动触点108的移动，该可移动触点108进而控制可移动触点108相对于固定触点104、106的位置，固定触点104、106进而控制如本文所述的通过接触器装置100的电流。轴的移动可以通过各种构造来控制，包括但不限于电气和电子、磁和螺线管、以及手动。在本申请的受让人吉加瓦有限责任公司的美国专利号9,013,254中阐述了用于控制连接到可移动触点的轴的示例性手动构造，并且所有这些都通过引用整体并入本申请中。手动控制特征的一些示例构造包括磁性构造、隔膜构造和波纹构造。

在图1所示的实施方式中，通过使用螺线管构造来控制轴110的移动。柱塞结构111连接到轴110的一部分或者至少部分地围绕轴110的一部分。主体102还容纳螺线管112。可以使用许多不同的螺线管，合适的螺线管的一个示例是在低电压和相对高的力下运行的螺线管。合适的螺线管的一个示例是来自比克伦(Bicron)有限公司的市售螺线管型号SD1564N1200，尽管也可以使用许多其他螺线管。在所示的实施方式中，柱塞结构111可包括可由螺线管112移动和控制的金属材料。柱塞结构111的移动控制连接轴110的移动，连接轴110进而控制连接的可移动触点108的移动。

可以利用各种特征来控制轴110的行进距离，例如，用于控制行程/超行程距离的弹簧或者可以阻挡或限制轴110的行进距离的主体102的各个部分。在图1所示的实施方式中，轴110的行进距离部分地由硬止动件113控制，该硬止动件113被配置成抵靠轴110的翼状部114，以在轴110已经从固定触点104、106行进足够的距离时限制轴110的距离。硬止动件113可包括适于提供与轴110相互作用的表面的任何材料或形状，以便限制轴110的移动或行进距离。在图1所示的实施方式中，硬止动件113包括塑料材料。在一些实施方式中，硬止动件113被配置成在烟火断开元件被触发时断开或剪断，这将在下面进一步详细讨论。

现在已经阐述了接触器装置100的基本切换特征，现在将描述烟火断开元件。接触器装置100可包括可用作过电流保护的若干元件，包括烟火装料202和活塞结构204。活塞结构204可定位在一个或多个内部部件附近或至少部分地围绕一个或多个内部部件，例如，如图所示，轴110使得活塞从静止位置的移动可以改变内部部件的构造以中断通过装置的电流，例如，通过如本文所述推动或以其他方式移动轴110。烟火装料202可以被配置成使得当电流超过预定阈值水平时被激活，以防止对连接的电气装置的永久性损坏或诸如电气火灾的安全危险。

接触器装置100可以包括各种传感器特征，其可以检测何时通过装置的电流已经达到危险水平并且可以在已经检测到该阈值水平时触发烟火装料。在一些实施方式中，接触器装置100可包括专用电流传感器，其被配置成检测流过装置的电流水平。电流传感器可以被配置成在电流达到阈值水平时直接或间接激活烟火装料。在一些实施方式中，当检测到阈值电流水平时，电流传感器可以发送与检测到的电流成比例的信号以激活烟火装料。在一些实施方式中，电流传感器可包括霍尔效应传感器、变压器或电流钳表、电阻器、光纤电流传感器、或干涉仪。

在一些实施方式中，烟火装料被配置成由电脉冲激活并且由安全气囊系统驱动，该安全气囊系统被配置成检测类似于现代的车辆中使用的多个因素。在一些实施方式中，接触器装置100可包括一个或多个烟火销203，其可被配置成当销203接收到激活信号时触发烟火装料202。在一些实施方式中，烟火装料可以连接到已经监测流动电流的另一个特征。该另一个特征，例如电池管理部件，然后可以被配置成在检测到阈值电流水平时发送信号以激活烟火装料。

烟火装料202可以是单装料结构或多装料结构。在一些实施方式中，烟火装料202包括双装料结构，其首先包括引发剂装料，并然后包括第二气体发生器装料。如本文所述，如果使用的烟火装料足以提供足够的力来移动活塞结构204以永久地破坏接触器装置100的电路，则可以使用许多不同类型的烟火装料。在一些实施方式中，烟火装料202包含高氯酸锆钾，其优点是适合用作引发剂装料和气体发生剂装料。在一些实施方式中，引发剂装料包括快速燃烧的材料，诸如高氯酸锆钾、高氯酸锆钨钾，高氯酸钛钾、高氯酸氢钾、或高氯酸钛氢钾。在一些实施方式中，气体发生器装料包括缓慢燃烧的材料，例如硝酸硼钾或黑色粉末。

当烟火装料202被激活时，所产生的力使得活塞结构204被驱动远离其在烟火装料202附近或周围的静止位置，这进而使活塞结构204推靠在轴110上并且使得轴被驱动远离固定触点104、106。所产生的力也足以使硬止动件113断裂或剪断，导致轴110被迫进一步远离固定触点104、106，例如，被推入主体102的单独的内部隔室206中。活塞结构204可以包括足够的尺寸(例如形状、尺寸、空间方向或其他构造)，使得活塞结构204可以将内部部件保持在其中电不能流过接触器的位置或构造中，例如，通过将轴110保持在远离固定触点104、106的位置，诸如通过保持轴110使得它基本上位于主体102的单独的内部隔室206内。这又使得连接到轴110的可移动触点108与固定触点104、106分开甚至更大的空间间隙，使得装置处于其中电流不能流动通过装置的“触发”或永久“打开”构造。在一些实施方式中，活塞结构204包括足够的尺寸，使得一旦通过激活烟火元件202而使活塞结构移位，活塞结构204就被迫进入与主体102的一部分相互作用的位置，使得它不容易移动。

除了固定触点104、106和可移动触点108之间快速产生的大空间间隙之外，可以利用附加结构。例如，在一些实施方式中，可以利用一个或多个灭弧磁体208(示出两个)来进一步控制电弧。虽然如本文所述，用于中断电流的主要方法是将触点快速打开到更大的气隙，但是例如通过使用气体发生器装料通过对电弧的二次气体爆破还可以获得额外的性能。

在一些实施方式中，包括图1中所示的实施方式，可以包括其他可选的设计特征，其可以帮助防止由于烟火装料202的激活而导致的气体的快速累积所引起的危险。在这些实施方式中，主体102可以被配置成使得当烟火装料202被激活时，活塞结构204以足够的力驱动轴110以刺穿主体102的一部分。这将允许气体快速积聚逸出。在一些实施方式中，这通过主体102的一部分实现，该部分包括可在烟火断开循环期间穿孔的膜，例如，通过轴110的尖锐部210，允许气体从主体102的连接的通气部212逸出，其可以是高温过滤膜。然后高温气体可以从主体102中排出。压力释放可以冷却电弧并改善性能以及防止接触器壳体破裂。

在图2至图3中更好地示出在正常切换操作期间断开通过接触器装置100的电流回路与在装置处于其“触发”状态时通过接触器装置100的电流回路的永久断开之间的差异。图2至图3示出图1的接触器装置100，但是处于不同的方向。与图1中一样，图2至图3示出主体102、固定触点104、106，可移动触点108、轴110、柱塞结构111、螺线管112、硬止动件113、轴110的翼状部114、烟火装料202、烟火销203、活塞结构204、主体102的单独隔室206，灭弧磁体208、轴110的尖锐部210、以及主体102的通气部212。

接触器装置100在图2中示出处于其“打开”状态，其示出了轴110移动使得连接的可移动触点108通过断开空间间隙302与固定触点104、106分离。如图2所示，接触器装置100在没有激活烟火元件的情况下，仍处于“设定”位置。断开空间间隙302使可移动触点108与固定触点104、106间隔开足够的距离，另外，它们彼此之间是电隔离的，用来阻断通过装置的电流。相反，图3示出了当烟火装料202被激活时接触器装置100处于其触发状态，使活塞结构204在远离固定触点104、106的方向上推动轴110和可移动触点108。这在固定触点104、106和可移动触点108之间快速产生较大的断路空间间隙350。

由烟火装料202的激活产生的力以及由此引起的活塞结构204和轴110的突然移动足以使硬止动件113断裂或剪断，如图3所示以从连接到主体113的原始位置移位。硬止动件113可包括与主体102连接或集成的坚固材料，使得其在“闭合”和“打开”电路状态之间的正常装置操作期间用作轴110的止动件。然而，在烟火断开特征的操作期间，硬止动件113可以被有意地设计成“失效”作为止动结构并且断开或剪断以允许轴110进入单独的主体隔室206。

在一些实施方式中，活塞结构204可以被配置成使得其在烟火装料202已经被激活之后可以与主体102的活塞止动部352相互作用，例如，通过与活塞结构204的位置相互作用，例如，活塞止动部352的一部分被配置成与活塞结构204上的另一部分相互作用或配合。在一些实施方式中，活塞结构204将不处于与活塞止动部352接触的位置，直到活塞结构204通过激活烟火装料202而移位之后。这使得当烟火装料202已经被激活并且活塞结构204已经被迫从其静止位置离开时，活塞结构204被保持在活塞止动部352与可移动触点108之间。如图3所示，该构造将活塞结构204置于使活塞结构204保持或锁定在可移动触点108上的位置。活塞结构204将可移动触点108保持在适当位置并有助于保持电路断开空间间隙350使得固定触点104、106和可移动触点108不会滑回彼此接触，使得接触器装置100不可操作。

在一些实施方式中，代替主体102的活塞止动部352或除主体102的活塞止动部352之外，主体102的单独隔室206可包括足够的尺寸，该尺寸包括例如使得单独隔室206可以与轴110的已经由于烟火装料202的激活而移动到单独隔室206中的一部分相互作用的大小和形状。在一些实施方式中，单独隔室可以被配置成与剪切的硬止动件113或连接到轴110的另一结构相互作用，该轴110已经由于烟火装料202的激活而移动到单独隔室206中。轴110的这些部分或连接的结构在普通装置操作期间先前不在单独隔室206内，而是在过电流保护操作期间在烟火循环期间被迫进入单独隔室206中。单独隔室206包括足够的大小、形状或附加特征，例如，被配置成与轴110或连接结构上的相应特征相互作用或配合的特征，以将轴110保持在适当位置，使得可移动触点108连接到轴110而不能滑回与固定触点104、106接触。

该装置的外部特征在图4中最佳地示出，图4示出接触器装置100包括主体102和从主体102延伸的固定触点104、106以允许主体的内部部件外部连接到外部电气装置或系统。图4还示出被配置成向内部螺线管(图1至图3中的螺线管112)提供电力的引线400和可选的烟火元件隔室402，该隔室可被配置成容纳感觉或激活特征以与内部烟火装料(例如，烟火销)相互作用。

尽管已经参考本发明的某些优选配置详细描述了本发明，但是其他版本也是可能的。本发明的实施方式可以包括各个附图中示出的兼容特征的任何组合，并且这些实施方式不应限于那些明确示出和讨论的那些。因此，本发明的精神和范围不应限于上述版本。

前述内容旨在覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改和替代构造，其中，如果没有在任何权利要求中阐述，则本公开的任何部分都不旨在明示或暗示地专用于公共领域。

Claims (26)

1.一种接触器装置，包括：

壳体；

所述壳体内的内部部件，所述内部部件被配置成响应于输入而将所述接触器装置的状态从闭合状态改变为打开状态以及从打开状态改变为闭合状态，其中，所述闭合状态允许电流流过所述接触器装置并且所述打开状态中断电流流过所述接触器装置；

电连接到所述内部部件以用于连接到外部电路的接触结构；以及

烟火元件，其中，所述接触器装置被配置成使得当阈值电流水平通过所述内部部件时，所述烟火元件激活，导致所述内部部件将所述接触器装置转变到所述打开状态。

2.根据权利要求1所述的接触器装置，其中，所述壳体是气密密封的。

3.根据权利要求1所述的接触器装置，其中，所述烟火元件包括烟火装料，并且所述接触器装置进一步包括靠近所述烟火装料的活塞结构。

4.根据权利要求3所述的接触器装置，其中，所述活塞结构靠近所述内部部件，并且所述烟火装料的激活导致所述活塞结构移动并改变所述内部部件的构造。

5.根据权利要求4所述的接触器装置，其中，所述活塞结构至少部分地围绕所述内部部件之一的一部分。

6.根据权利要求4所述的接触器装置，其中，所述活塞结构包括足够的尺寸以在所述活塞结构在所述烟火元件被激活之后移动时，将所述内部部件保持在所述打开状态，并且防止所述内部部件转变成所述闭合状态。

7.根据权利要求4所述的接触器装置，其中，所述烟火装料被配置成响应于电脉冲而激活。

8.根据权利要求4所述的接触器装置，其中，所述烟火装料包括高氯酸锆钾。

9.一种接触器装置，包括：

壳体；

内部部件，所述内部部件包括：

彼此电隔离的固定触点，所述固定触点至少部分地被所述壳体包围；

一个或多个可移动触点，一个或多个所述可移动触点允许当一个或多个所述可移动触点接触所述固定触点时电流在所述固定触点之间流动；

连接到一个或多个所述可移动触点的轴结构；以及

电连接到所述内部部件以用于连接到外部电路的接触结构；以及

烟火元件，被配置成使得当阈值电流水平通过所述内部部件时，所述烟火元件激活并与所述轴结构相互作用，使得所述轴结构改变构造，从而使所述可移动触点与所述固定触点分离。

10.根据权利要求9所述的接触器装置，其中，所述壳体包括在所述壳体内的单独的内部隔室。

11.根据权利要求10所述的接触器装置，其中，所述烟火元件包括烟火装料并且所述接触器装置进一步包括靠近所述烟火装料的活塞结构。

12.根据权利要求11所述的接触器装置，其中，所述活塞结构靠近所述轴结构，并且所述烟火装料的激活使所述活塞结构将所述轴结构推入所述单独的内部隔室中。

13.根据权利要求12所述的接触器装置，其中，所述活塞结构包括足够的尺寸以将所述轴结构保持在适当位置，使得所述轴结构在所述单独的内部隔室内。

14.根据权利要求13所述的接触器装置，其中，所述壳体进一步包括活塞止动部，所述活塞止动部被配置成当所述活塞结构通过所述烟火元件的激活而被迫从静止位置离开时将所述活塞结构保持在适当位置，使得所述活塞结构不能移动。

15.根据权利要求13所述的接触器装置，其中，所述壳体是气密密封的。

16.根据权利要求15所述的接触器装置，其中，所述轴结构包括尖锐部，所述尖锐部被配置成响应于所述烟火元件的激活而刺穿所述壳体的一部分并释放内部装置压力。

17.根据权利要求16所述的接触器装置，进一步包括包含高温滤膜的通气部。

18.根据权利要求12所述的接触器装置，其中，所述轴结构包括翼状部，并且所述壳体包括硬止动结构，所述硬止动结构被配置成抵靠所述翼状部以防止所述轴结构超行程进入所述单独的内部隔室中。

19.根据权利要求18所述的接触器装置，其中，所述硬止动结构被配置成在所述烟火元件激活时剪断以允许所述轴结构进一步行进到所述单独的内部隔室中。

20.一种接触器装置，包括：

壳体；

内部部件，所述内部部件包括：

彼此电隔离的固定触点，所述固定触点至少部分地被所述壳体包围；

一个或多个可移动触点，一个或多个所述可移动触点允许当一个或多个所述可移动触点接触所述固定触点时电流在所述固定触点之间流动；

连接到一个或多个所述可移动触点的轴结构；

连接到所述轴结构的柱塞结构；

电连接到所述内部部件以用于连接到外部电路的接触结构；以及

被配置成控制所述柱塞结构的移动的螺线管；以及

烟火元件，被配置成使得当阈值电流水平通过所述内部部件时，所述烟火元件激活并与所述轴结构相互作用，使得所述轴结构改变构造，从而使所述可移动触点与所述固定触点分离。

21.根据权利要求20所述的接触器装置，进一步包括灭弧磁铁。

22.根据权利要求20所述的接触器装置，其中，所述接触器装置进一步包括与所述烟火元件连通的烟火销，并且所述烟火元件被配置成响应于由所述烟火销接收的电激活信号而激活。

23.根据权利要求20所述的接触器装置，其中，所述烟火元件包括单个烟火装料。

24.根据权利要求20所述的接触器装置，其中，所述烟火元件包括双装料结构，所述双装料结构包括第一个引发剂装料和第二个气体发生器装料。

25.根据权利要求24所述的接触器装置，其中，所述引发剂装料包括快燃材料，并且所述气体发生器装料包括慢燃材料。

26.根据权利要求25所述的接触器装置，其中，所述引发剂装料包括高氯酸锆钾并且所述气体发生器装料包括硝酸硼钾。

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